低压电器及继电接触控制

§1电器设备及低压电器简述电器设备——属于电气设备（电气设备即电设备）。

电器设备可以很大、很复杂，比如一台彩色电视机或者一套自动化装置；电器设备也可以很小、很简单，比如一个钮子开关或者一个熔断器。在工业意义上，电器设备是指能根据特定的信号和要求，自动或手动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备。电器设备的种类繁多，构造各异。

低压电器（Low-voltageApparatus）则指工作在交流1200V

、直流1500V以下的电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备。第1页/共50页低压电器配电电器控制电器开关熔断器……接触器继电器起动器……中间继电器热继电器时间继电器……第2页/共50页

现代低压电器的发展趋势——高性能、小型化、电子化、智能化、模块化、组合化、多功能化以及可通信功能。现代低压电器的特点：（1）低压电器产品中装有微处理器（2）低压电器带有通信接口，能与现场总线连接；（3）采用标准化结构，具有互换性，内部可更换部件采用模块化结构（4）保护功能齐全（5）外部故障记录显示（6）参数测量显示（7）内部故障自诊断（8）能进行双向通信第3页/共50页

胶盖开关是一种最常用的简易开关，可用于照明电路的通断，也可用于不频繁地手动操作小型电动机（功率在5.5kW及以下）。胶盖开关§2常用低压电器刀片刀座熔丝上下胶木盖瓷底座第4页/共50页铁壳开关可手动不频繁地通断电路或作为线路末端的短路保护之用。由于铁壳开关具有全封闭的可开合的外壳，所以可用于有粉尘的场所。铁壳开关的壳盖打开时不能合闸，而合闸时壳盖不能打开，比较安全。铁壳灭弧罩刀座刀片操作手柄熔断器铁壳开关第5页/共50页组合开关M3～3～组合开关又称转换开关，它有三对静触点和三个动触片，通过手柄转动绝缘转轴，即可转动装在转轴上的三个动触片，从而使电路接通或断开。组合开关可以直接用来控制小容量电动机的起停；对于较大容量的电动机，不能带负载操作。第6页/共50页自动空气开关113载1、3、11——拉力弹簧，2——锁扣，4、8、10——顶杆，5、9——电磁铁，6——发热元件，7——双金属片。

自动空气开关又称低压断路器，是重要的配电电器。除具有全负荷分断能力外，还具有短路、过载、欠压或失压等保护功能，并具有很好的灭弧能力。常用作配电箱中的总开关或分路开关。在建筑工程中是应用最广泛的一种电器设备。第7页/共50页熔断器半封闭瓷插入式无填料密封管式

熔断器是最简便的和最常用的短路保护电器。线路在正常工作时，熔断器的熔丝或熔片不应熔断，一旦发生短路或严重过载，熔丝或熔片应立即熔断。第8页/共50页有填料螺旋式有填料密封管式第9页/共50页按钮

按钮用来接通或断开控制电路，从而控制电动机或其它电气设备的运行。有的按钮只有一个常开触点；有的按钮只有一个常闭触点；有一种复合按钮，其中有一个常开触点，一个常闭触点，两个触点是互相联动的。按钮还有其它情况。按钮中通过的电流较小，额定电流在5A以下。第10页/共50页交流接触器3～静铁芯动铁芯主触点辅助触点M3~吸引线圈第11页/共50页

继电器电压继电器电流继电器中间继电器热继电器时间继电器…...继电器中间继电器的工作原理与接触器相同，只是用途有所不同。接触器主要用来接通或断开主电路，中间继电器则主要用在控制电路中，用来扩大辅助触点的数目。第12页/共50页发热元件I常闭触头双金属片扣板热继电器

热继电器是用于电动机的过载保护。由于热惯性，热继电器不能用作短路保护，这一点正合乎控制的要求，在电动机启动或短时过载时，热继电器不会动作，避免了不必要的停车。如果要热继电器复位，可按复位按钮，有的热继电器可以自动复位。第13页/共50页延时动作触点瞬时动作触点活塞及活塞杆铁芯及线圈时间继电器第14页/共50页§3三相异步电动机直接启动的控制电路1启动合上QS，为启动作准备

按下SB2

KM的线圈通电

KM的主触点、辅助触点都闭合

电动机启动。

KM

的辅助触点也称自锁触点，其作用是，即使SB2打开，也可使KM的线圈继续通电，这种作用称自锁。2停车要使电动机停车，按下SB1即可。第15页/共50页热继电器FR启动按钮SB2交流接触器KMM3~3～停车按钮SB1组合开关QS熔断器FU第16页/共50页热继电器FR交流接触器KMM3~3～熔断器FU启动按钮SB2停车按钮SB1组合开关QS第17页/共50页热继电器FR交流接触器KMM3~3～熔断器FU启动按钮SB2停车按钮SB1组合开关QS第18页/共50页热继电器FR交流接触器KMM3~3～熔断器FU启动按钮SB2停车按钮SB1组合开关QS第19页/共50页热继电器FR交流接触器KMM3~3～熔断器FU启动按钮SB2停车按钮SB1组合开关QS第20页/共50页热继电器FR交流接触器KMM3~3～熔断器FU启动按钮SB2停车按钮SB1组合开关QS第21页/共50页3保护

3.1短路保护：起短路保护的电器是熔断器。当电路短路时，熔断器熔断，电动机立即停车。

3.2过载保护：起过载保护的电器是热继电器。当过载时，热继电器的热元件发热，其常闭触点断开，电动机也停车。重新启动时，热继电器的常闭触点应复位。热继电器可以是三个热元件，也可以是两个热元件，但不能只是一个热元件。否则单相短路时，不能起到过载保护作用。

3.3欠压或失压保护：当欠压或失压时，交流接触器的动铁芯释放，其主触点、辅助触点都断开，电动机即停车。当电源电压恢复时，如不按启动按钮，电动机不能自行启动。这一点较之用刀开关或组合开关直接启动电动机安全。第22页/共50页热继电器FR交流接触器KMM3~3～熔断器FU启动按钮SB2停车按钮SB1×××组合开关QS第23页/共50页

上述电路分主电路和控制电路两部分：

主电路：三相电源

QS

FU

KM主触点

FR热元件

电动机

控制电路：电源

SB1

SB2

KM线圈

FR常闭触点

电源KM辅助触点

上述电路中，各控制电器按其实际位置画出，属于同一控制电器的各元件集中在一起，这样的图称为控制线路的结构图。结构图的优点是比较容易识别电器，便于安装和检修；缺点是当线路比较复杂和使用电器较多时，线路不容易看清楚。第24页/共50页

为了读图和分析研究的方便，也为了设计的方便，控制电路常根据其工作原理画出，称为原理图。画原理图时，应遵循几个原则：（1）主电路和控制电路分开画。（2）同一电器的各元件按其作用分别画在主电路和控制电路中，并严格按照国标规定的图形符号和文字符号表示。（3）所有电器的触点都按最初未动作时的状态画出。（4）接触器或继电器的线圈只能并联，不能串联。（5）主电路用较粗的线条画在左侧或上方；控制电路用较细的线条画在右侧或下方。控制电路中各元件应按自上而下，自左而右的动作顺序排列，这样的图又称梯形图。第25页/共50页三相异步电动机直接启动的控制电路原理图由于有自锁触点，所以可以连续运行。M3~ABCQSFRFRKMFUKMSB2SB1KM第26页/共50页M3~ABCQSFRFRKMFUSB2SB1KM没有自锁触点，可以实现点动控制。第27页/共50页例1：一台电动机点动+连续运行的控制电路。M3~ABCQSFRKMFUFRKASB3KASB1KASB2KM~第28页/共50页例2：甲、乙两地同时控制一台电机的控制电路。方法：两启动按钮并联；两停车按钮串联。KMSB1SB2KMSB1SB2乙地甲地FR第29页/共50页例3：以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行

KMSB1KMSB2KHSB3第30页/共50页§4三相异步电动机正反转的控制电路

在生产上往往要求运动部件向两个相反方向运动。例如机床工作台的前进与后退；起重机的提升与下降等，这时就需要电动机的正反转。为了实现电动机的正反转，只要对调电动机电源相序即可。在控制电路中，则需要两个交流接触器。

在电动机正反转的控制电流中，两个交流接触器不能同时工作，否则将发生电源短接。为了防止两个交流接触器同时工作，在控制电路中使用了互锁触点起互锁作用。第31页/共50页FRSB1M3~ABCQSFRKMFFUSBFSBRKMFKMFKMRKMRKMFKMRKMR互锁触点第32页/共50页

上述电路有个缺点，就是在电动机正转过程中若需要反转，必须先按下停车按钮SB1，让互锁触点KMF闭合后，再按下反转启动按钮SBR，电动机才反转。为了解决这个问题，常采用复合按钮以实现机械互锁。这时在电动机正转过程中若需要反转，直接按下反转启动按钮SBR即可；同样，在反转过程中若需要正转，直接按下正转启动按钮SBF即可。第33页/共50页FRSB1M3~ABCQSFRKMFFUSBFSBRKMFKMRKMFKMRKMFKMRKMR机械互锁第34页/共50页§5三相异步电动机Y-

换接启动的控制电路1启动合上QS，为启动作准备

2停车要使电动机停车，按下SB1即可。按下SB2

KM1通电KMY通电KT通电KM

断电KMY断电KM

通电KT断电延时（Y接启动）（接运行）第35页/共50页FRSB2SB1KM1M3~ABCQSFRFUKM

KTKMYKM1KM

KTKTKM

KMYKMYKM

KM1U1V1W1U2V2W2第36页/共50页§6行程开关及行程控制1行程开关1——滚轮2——接杆3——凸轮，4——复位弹簧5——触点6——推杆

行程开关又称限位开关，它有一个或几个常开触点或常闭触点，当机械部件所带动的挡块撞动行程开关的滚轮时，则行程开关动作，其常开触点闭合，常闭触点打开。第37页/共50页2行程控制

在生产上常需要使机械部件作上下或左右往返运动，这可以通过行程开关控制电动机的正反转来实现，这就是行程控制。正程STASTB逆程STASTB正程逆程第38页/共50页FRSB1SBFSBRKMFKMRKMFKMRKMFKMRSTASTBM3~ABCQSFRKMFFUKMR第39页/共50页FRSB1SBFSBRKMFKMRKMFKMRKMFKMRSTASTBSTASTBM3~ABCQSFRKMFFU第40页/共50页（皮带运输机的控制电路）

皮带运输机通常采用多条皮带联合运行，以运送各种物料，几条皮带就需要几台电动机。假若是两条皮带，就需要两台电动机。为了防止运送物料在皮带上造成堵塞，对皮带运输机的要求是：启动时，要先启动第一条皮带，后启动第二条皮带；停止时，先停第二条皮带，再停第一条皮带。所以，皮带运输机的控制，实际上是顺序控制。M1M2第一条皮带第二条皮带§7三相异步电动机的顺序控制第41页/共50页ABCQSM13~FR1KM1FU1M23~FR2KM2FU2SB1SB2SB4KM1KM2KM1FR1FR2KM2KM2SB3KM1第42页/共50页§8三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动机械制动电磁抱闸制动电磁离合制动电气制动反接制动能耗制动发电反馈制动断电电磁抱闸制动通电电磁抱闸制动第43页/共50页SB1SB2KM2KM1FRKM1KM2~断电电磁抱闸制动ABCQSM13~FRKM2FUKM1

一般在电梯、吊车、卷扬机等一类升降机械负载上，应采用断电电磁抱闸制动方式；像机床一类经常需要调整加工件位置的机械设备，往往采用通电电磁抱闸制动方式。电磁抱闸制动的优点是制动力矩大，制动迅速、安全可靠、停车准确。其缺点是制动越快，冲击振动就越大，对机械设备